Плутон поверхность планеты


Девятой планетой в Солнечной системе является Плутон. Она носит имя одного из главных божеств Древней Греции, властвовавшего в подземном мире мертвых. Плутон настолько удален от Солнца, что его нельзя увидеть невооруженным глазом и даже через бинокль.

Планета Плутон

История открытия

Ученые еще с начала двадцатого века сообщали, что за Ураном обязательно располагается еще одна, 9 планета Солнечной системы, так как эллипс орбиты Урана отклонялся от нормы. Причиной этому могло быть только влияющее на него космическое тело. По данным Википедии первооткрывателем девятой планеты стал американский астроном Томбо. Отследив её траекторию движения, исследователь рассчитал  и составил математическую модель орбиты этой пока еще неведомого космического тела. Ученому осталось просто направить телескоп в рассчитанный сектор космоса, чтобы в 1930 году обнаружить Плутон – новую планету Солнечной системы. Для этого была проделана сложная работа. Приходилось сравнивать массу фотографий звездного неба, выполненных с двухнедельным интервалом, чтобы выявить небесный объект по изменению его положения на снимках.


Новая планета была найдена из обсерватории Лоуэлла в американском штате Аризона. По существовавшей в те годы традиции, персонал этого учреждения получал право назвать новый астрономический объект. После долгих споров и пересудов приняли предложение школьницы из английского Оксфорда, и назвали найденное космическое тело по имени древнегреческого бога подземного царства и смерти.

Особенности открытой планеты

Поначалу размер найденного объекта был оценен как равный Земле, однако с ростом возможностей астрономии в эти данные периодически вносились изменения. Подобные погрешности не удивительны, ведь открытое небесное тело находится от Солнца на расстоянии равном 39 расстояниям от Земли до светила, а в распоряжении ученых не было вычислительных машин.

При обнаружении, да и долгое время после этого, астрономам не удавалось вычислить вес новичка планетного клуба. Это удалось лишь в 1978 году, сразу после обнаружения Харона — спутника Плутона. Вычислив вес девятой планеты, который был равен 0,0021 массы нашей Земли, были подкорректированы расчеты ее геометрических параметров. Оказалось, что диаметр девятки составляет порядка 2,4 тысяч километров. В космических масштабах это скромный размер.

Физические характеристики


Состав и структура

характеристика Плутона

По своим геометрическим размерам и физическим характеристикам он уступает даже ряду спутников, в том числе, Луне. Так Плутон самая маломассивная планета Солнечной системы, величина диаметра карлика чуть больше половины лунного.

Рассмотреть Плутон даже в профессиональный оптический телескоп невозможно. Даже в самой мощной оптике он кажется неяркой звездой, которых на небе миллионы. Наблюдая в электронный телескоп «Хаббл», выведенный на околоземную орбиту, ученым удалось создать лишь карты яркости. И лишь 2015 год с помощью автоматического межпланетного комплекса «Новые горизонты» удалось получить более или менее внятные картинки, давшие больше сведений о карлике.

Плутонова поверхность достаточно неоднородна. Известно, что 50% недр Плутона по химическому составу  представляют собой водяной лед. Вода в этой же форме так же находится и на поверхности, остальное – каменная порода. Поверх этого слоя ученые разглядели покрывало из летучих льдов, львиная доля которых приходится на азотные.

С помощью пролетавшего вблизи плутоновой орбиты корабля НАСА на поверхности были обнаружены цепочки гор, равнины, другие характерные объекты ландшафта.

Кстати, по требованию Международного астрономического союза от февраля 2017 года, характерные части ландшафта девятки называются только по установленным темам:


  • в честь мифических божеств, связанных с подземным миром или смертью;
  • наименования подземного царства в различных литературных источниках;
  • в честь людей, прославившихся при изучении подземного мира;
  • память об инженерах, исследователях, астрономах, принявших активное участие в исследованиях планеты и пояса Койпера;
  • в честь межпланетных космических станций;
  • память о первопроходцах, открывших что-то новое и важное.

Орбита и вращение

Орбита планеты, которая находится практически на задворках нашей системы, выглядит как вытянутый эллипс. Она проходит на удалениях 4,4 – 7,3 миллиардов километров от центральной звезды. То есть, иногда даже пересекает орбиту Нептуна, подлетая к Солнцу ближе, чем этот газовый гигант. Плоскость, в которой происходит движение Плутона вокруг светила, наклонена к плоскости эклиптики на 17,14 градусов. При этом его движение не происходит по строгому эллипсу, а постоянно смещается с каждым оборотом. Кроме того, на движение девятки по орбите вокруг Солнца очень сильное влияние оказывает Нептун. Они находятся в орбитальном резонансе 3 к 2. То есть, при совершении трех годовых циклов вращения вокруг светила гиганта, на карлике проходит два года. Весь этот процесс занимает 495 земных лет.

Направление вращения карлика вокруг своей оси противоположно вращению космических объектов на своей орбите вокруг Солнца. Подобным же направлениям вращения обладают Венера и Уран. Плутоновы сутки, то есть период обращения вокруг самого себя, длятся чуть более 6 суток на нашей планете. Из-за угла наклона оси вращения времена года здесь более выразительны, чем в колыбели человечества.


Орбита Плутона

Спутники и кольца планеты Плутон

По околоплутонным орбитам вращается множество небольших тел, в состав которых входят спутники карлика и прибившиеся из пояса астероидов небольшие космические объекты, кружащие вокруг него с давних времен.

Спутники Плутона

Sputniki-Plutona

Карликовая планета Солнечной системы Плутон является обладательницей 5 собственных спутников. Первым был Харон, обнаруженный в 1978 году астрономом Джеймсом Кристи. Спустя десятилетия, в 2005 при непосредственном участии орбитального телескопа «Хаббл», были открыты Гидра и Никта. 2011 – год открытия Кербера, 2012 – Стикса.


Спутники находятся на практически круглых орбитах и перемещаются по ним в сторону вращения планеты. С помощью «Новых горизонтов» было подтверждено их точное количество и размер, который по космическим меркам оказался довольно невеликим.

Наличие крошечных спутников подтолкнуло ученых к выдвижению гипотезы о существовании вокруг карликовой планеты кольцевой системы. Гипотеза рассматривалась настолько серьезно, что траектория полета «Новых горизонтов» была подкорректирована во избежании пролета через область колец. Они, по мнению ученых, состоят их мелких каменных частиц и кусочков льда, способных нанести повреждения аппарату. Однако, на присланных на Землю снимках, кольца обнаружены не были.

Исследование карликовой планеты Плутон

Из-за того, что Солнечная система обладает большой протяженностью, провести полноценные исследовательские действия с отдаленным Плутоном проблематично. После попыток разглядеть что-либо подробно с Земли, эстафету принял космический орбитальный телескоп «Хаббл». Однако и его снимки ученых не устроили. У исследователей была мысль завернуть к Плутону следующую в том направлении автоматический комплекс «Вояджер-1». Однако, по ряду причин, его перенацелили на иные космические объекты.

После этого в программах исследования Плутона, который уже тогда считался планетарным карликом, наступил перерыв до 2003 года. К этому времени началась компания по подготовке к запуску беспилотного космического корабля «Новые горизонты». Аппарат был построен, и в 2006 году запущен к девятой планете нашей звездной системы. В июле 2015 года беспилотный летательный аппарат прошел мимо орбиты девятки, передав на землю снимки ее поверхности.

Почему же Плутон исключи из списка планет Солнечной системы?


24 августа 2006 года стал роковым для девятой планеты — Международный астрономический союз (МАС) перенес ее в группу карликовых планет. Это произошло из-за несоответствия Плутона некоторым характеристикам, предъявляемым к телам, называемым «планетами».

Стоит рассмотреть, какое же небесное тело, по уставу Международного астрономического союза, является планетой. Для этого оно должно подходить по четырем условиям:

  • обязательное вращение вокруг Солнца – Плутон соответствует;
  • обязательная массивность, позволяющая под воздействием гравитации принять форму шара – и здесь девятка подходит;
  • нельзя являться чьим-нибудь спутником – Плутон сам хозяин пяти подобных небесных тел;
  • космическое тело, претендующее на планетарную роль, обязано освободить собственную орбиту от посторонних тел, что девятке не удалось выполнить.

По согласованию всех представителей Международного астрономического союза установлено, что небесное тело не выполнило четвертое условие. И теперь оно, даже при трёх выполненных, причисляется к классу планет — карликов. Так, ранее это требование игнорировалось, и количество планет в Солнечной системе было 9.

Карта поверхности


Пролет в околоплутонном пространстве космического автомата «Новые горизонты» позволил создать самую точную черно-белую карту Плутона. При расшифровке снимков учеными было обнаружено много интересных моментов, которые еще только предстоит изучить. К сожалению, признаков жизни на карлике пока не обнаружено.

Poverhnost-Plutona

Фотографии карликовой планеты Плутон

Ввиду огромного расстояния от Земли, астрономы любители, да и профессионалы, не смогут сделать его фотографии.  С этой задачей справилась запущенная в космос межпланетная станция. Так, приблизившись к этой планете, сделан целый ряд качественных снимков ледяного карлика. Вот уже на протяжении нескольких лет ученые продолжают обрабатывать эти фото планеты, которую убрали из Солнечной системы.

Источник: spaceworlds.ru

Интересные факты о Плутоне

С этой планетой связано немало интересных фактов:

  • Название планеты придумала 11-летняя школьница из Оксфорда Венеция Берни. Она решила, что имя бога подземного царства подходит для планеты, настолько удалённой от Солнца. Это название подошло идеально, тем более, что первые буквы P и L обозначают и инициалы Персиваля Лоуэлла.

  • С момента обнаружения Плутона в 1930 году он успел пройти только треть своего пути по орбите. Там сменился всего один сезон.
  • Плутон хотя и считается теперь карликовой планетой, но он крупнейший в своём классе среди всех известных. Такая же планета Эрида чуть меньше – её диаметр 2326 км против плутоновских 2372 км.
  • Плутон на треть состоит из водяного льда. Его поверхность покрыта льдом, а запасы воды на Плутоне втрое больше, чем на Земле, считая и все земные океаны.
  • Плутон меньше многих крупных спутников других планет. Он почти вдвое меньше Луны и более чем в 5 раз её легче. Он меньше Ганимеда, Титана, Ио, Каллисто, Европы и Тритона.
  • Орбита Плутона очень вытянута и не лежит в плоскости других планет.
  • У Плутона был только один космический аппарат – зонд «Новые Горизонты» пролетел около него в 2015 году.
  • У Плутона есть атмосфера, которая периодически почти исчезает, а иногда становится плотнее. Когда он ближе к Солнцу, метановый лёд начинает таять, а когда удаляется, метан снова конденсируется.
  • У Плутона есть крупный спутник Харон, причём общий центр тяжести расположен за их пределами, поэтому оба они совершают обороты вокруг этого центра. Поэтому Плутон считается двойной планетой – это новый класс, так как других таких пока не известно.
  • По традиции новые открытые химические элементы принято называть в честь новых планет. Элемент плутоний, открытый в 1941 году, был назван в честь Плутона.
  • На Плутоне есть огромная равнина Спутника, заполненная льдом из азота, в котором плавают льдины и айсберги из водяного льда.
  • Ледяные горы на Плутоне могут достигать высоты 5 км, так как там очень холодно и лёд очень прочный.

История открытия планеты Плутон

Эта история началась еще в 1840-е годы, когда самой последней известной планетой был Уран. Нестыковки в его расчётном движении и реальном заставили учёных предполагать, что дальше есть еще одна планета. В итоге, благодаря расчетам французского математика, был открыт Нептун, но и с его учётом отклонения всё-таки оставались. Тогда заподозрили, что есть еще одна, девятая планета, которая влияет на движение соседей.

С подачи Персиваля Лоуэлла, основателя обсерватории Лоуэлла, в 1906 году начались поиски загадочной «планеты X». Они продолжались, пока сам Лоуэлл не умер в 1916 году, но безуспешно, планету отыскать не удалось.

Что самое интересное, на двух фотопластинках 1915 года эта планета была снята, но её не смогли распознать. Мало того, в 1919 году на фотопластинках, сделанных в обсерватории Маунт-Вильсон, Плутон тоже попадал в кадр аж 4 раза, и его тоже не опознали.

Затем обсерватория Лоуэлла 10 лет вела судебные тяжбы с вдовой самого Лоуэлла – она хотела получить миллион долларов от обсерватории, которая якобы была наследством. Поэтому там было не до поисков планет.


Но в 1929 году поиски продолжились, и это дело поручили 23-летнему американцу Клайду Томбо, который недавно был принят в обсерваторию Лоуэлла.

Тот взялся за дело с энтузиазмом и целый год делал снимки каждой области неба с промежутком в несколько дней. Потом он просматривал их с помощью блинк-компаратора – прибора, который путём быстрого переключения фотографий позволяет заметить перемещение объектов.

Это подобие мультипликации из пары кадров и позволило сделать открытие. 18 февраля 1930 года Томбо обнаружил планету, а 13 марта об этом сообщили в Гарвардскую обсерваторию.

Орбита Плутона

Орбита Плутона не похожа на орбиты остальных планет Солнечной системы. Она имеет большой эксцентриситет – 0.2488, то есть её форма заметно эллиптическая. При этом Солнце находится не строго по центру этой орбиты, а несколько сдвинуто. Поэтому расстояние от Солнца до Плутона в ходе его движения по орбите сильно меняется – от 4.4 млрд км до 7.4 млрд. км, или от 29.7 а.е до 49.3 а.е. Полный оборот вокруг Солнца Плутон делает за 247.92 земных года – столько там длится один местный год.

Ближайшая к Солнцу точка орбиты – перигелий, почти вдвое ближе, чем самая удалённая – афелий. Мало того, в перигелии Плутон находится к Солнцу ближе, чем Нептун. Можно подумать, что орбиты этих двух планет пересекаются, но на самом деле это не так.

Орбита Плутона не лежит в плоскости орбит остальных планет. Её наклон составляет 17.140. Поэтому, когда Плутон находится в перигелии и вблизи орбиты Нептуна, на самом деле он от нее выше на 10 а.е, что очень приличное расстояние.

Орбиты Плутона и Нептуна никогда не пересекаются и эти планеты находятся в орбитальном резонансе – за одно время Нептун делает 3 оборота, а Плутон – 2 оборота. Поэтому они сближаются всегда в одних и тех же точках, и расстояние между ними не бывает меньше 17 а.е. Когда Нептун и Плутон выстраиваются в одну линию с Солнцем, Плутон в это время находится в афелии, очень далеко. Весь цикл, когда всё начинается с того же места, у них занимает 495 лет.

Орбиты Плутона и Нептуна очень устойчивы и существуют в таком виде многие миллионы лет. Возможно, когда-то Плутон имел другую орбиту, но постепенно, под действием гравитации Нептуна и других планет, она стала такой, как сейчас, и не изменится еще очень долго. А вот если бы орбита Плутона лежала в одной плоскости с орбитами других планет, Нептун рано или поздно захватил бы его и сделал своим спутником.

Оборот вокруг оси Плутон делает за 6.387 земных суток, и вращается он в обратном направлении, как Венера. Ось наклонена на 1200, то есть гораздо сильнее, чем у Земли, поэтому времена года на Плутоне выражены гораздо сильнее. Сейчас у него северный полюс обращён к Солнцу и в северном полушарии весна, которая началась в 1987 году. Когда на Плутоне солнцестояние, четверть его поверхности оказывается постоянно освещенной и греется, а вся остальная часть находится в тени – там долгая ночь.

Размер и масса Плутона

Когда Плутон еще только открыли, ученые пытались вычислить его массу на основе его предполагаемого воздействия на Уран и Нептун. Тогда получалось, что новая планета должна быть в 6 раз крупнее Земли. Со временем эта оценка понижалась, сначала до размеров Земли, потом Марса. Считалось, что если бы Марс, имеющий диаметр в 6700 км, был на таком же расстоянии, как Плутон, то его яркость была бы тоже такой, а значит, эти планеты схожи по размерам. Так считалось до 1950 года.

В дальнейшем размеры Плутона уточнялись и становились всё меньше. По последним данным, полученным с зонда «Новые Горизонты», диаметр Плутона составляет 2376 км. Вся площадь поверхности этой планеты меньше, чем была у СССР, хотя и несколько больше, чем у одной России. По сравнению с Луной его размеры меньше на 40%.

Сравнительные размеры Плутона и других планет.

По массе Плутон уступает многим крупным спутникам других планет. Он в 6 раз легче Луны, и в 480 раз легче Земли. Однако Плутон – крупнейший среди известных карликовых планет. Он в 14 раз тяжелее Цереры и в 2.5 раза её больше. Он даже немного больше Эриды, хотя на 25% её легче.

Состав и атмосфера Плутона

Плутон плохо исследован, так как находится очень далеко и имеет небольшой размер. Даже космический телескоп «Хаббл» способен различить на его диске только разнородные пятна. Поэтому основные данные получены благодаря зонду «Новые Горизонты», который побывал у этой карликовой планеты в 2015 году.

Плутон имеет очень контрастную поверхность – по этому показателю он впереди других тел Солнечной системы, кроме Япета, спутника Сатурна. Альбедо, или отражательная способность, на разных его участках меняется от 10 до 70%. Поэтому при вращении Плутона его яркость может меняться в пределах 0.3m.

Учёные полагают, что в центре Плутона имеется каменное ядро из силикатных пород. Оно окружено мантией из водяного льда разного типа, толщиной около 300 км. Если радиоактивный распад в ядре давал достаточно энергии, то эта мантия может быть и в жидком виде – тогда там возможно, в прошлом имелся подлёдный океан. Когда он замерзал и сжимался, поверхность приобрела характерный вид с грабенами и уступами, который наблюдается сейчас.

Строение Плутона

Атмосфера Плутона очень разреженная. Состоит она из газов, которые при удалении от Солнца замерзают и конденсируются на поверхности, а при приближении испаряются. В основном это азот, метан и угарный газ – монооксид углерода. Из них под влиянием солнечного излучения образуются и другие соединения – этан, ацетилен и прочие. Предполагается, что из-за этих соединений над Плутоном возникает дымка, поднимающаяся на высоту до 200 км от поверхности.

Несмотря на низкую плотность атмосферы, метан в её составе даёт парниковый эффект. Если на поверхности температура в среднем около -223 градусов по Цельсию, то с высотой она растёт на 3-15 градусов на километр высоты. В среднем атмосфера теплее поверхности на 40 градусов. Поэтому даже такая тонкая атмосфера хорошо сглаживает суточные колебания температуры, и она не меняется скачкообразно при наступлении дня или ночи.

Поверхность Плутона

На поверхности Плутона также много водяного льда, но он скрыт под льдами другого типа – замёрзшего азота, метана, монооксида углерода и других газов. Именно они способны оттаивать при приближении к Солнцу и образовывать атмосферу. Средняя температура на поверхности Плутона -223.150C.

Самый примечательный объект, который известен на Плутоне сейчас – долина Спутника. Она представляет собой впадину размером более 1000 км, и по размеру занимает 5% всей площади планеты. Считается, что это древний ударный кратер, разрушившийся со временем.

Долина Спутника заполнена льдом из замёрзшего азота, а вокруг неё горы из водяного льда. Так как плотность водяного льда меньше плотности азотного, то его куски могут плавать по долине, подобно айсбергам. В азотном льде происходят процессы конвекции, и образуются борозды, в которых видно много мелких тёмных холмов. Это, видимо, и есть льдины из обычного водяного льда. Они могут плавать по всей долине. Конечно, плавание это очень медленное – смещение ледяных айсбергов происходит всего на несколько сантиметров в год.

Такая вот интересная вещь есть на Плутоне – море азотного льда, в котором плавают обычные айсберги и льдины. Кстати, водяной лёд при таких низких температурах, как на Плутоне, очень крепкий – там есть ледяные горы высотой до 5 км.

Также на Плутоне есть огромная светлая область размером примерно 1800х1500 км, в форме сердца. Это возвышенность, на которой расположены ледяные горы высотой до 3.5 км.

Спутники Плутона

У Плутона сейчас известно 5 спутников. Самый большой из них – Харон, который почти вдвое меньше самого Плутона. Самые большие из них, Гидра и Никта, представляют собой крупные астероиды неправильной формы, размером в несколько десятков километров. Более мелкие Кербер и Стикс в поперечнике имеют несколько километров.

Спутники Плутона

Самый интересный спутник Плутона, конечно, Харон. Об его открытии сообщили 7 июля 1978 года. Диаметр Харона – 1212 км, немного больше половины диаметра Плутона, а масса его – 1/8 от массы Плутона. Так как массы отличаются не очень сильно, то общий центр масс у них находится за пределами поверхности. Поэтому в этой системе не происходит вращение Харона вокруг Плутона, а они оба вращаются вокруг общего центра. Конечно, расположен он гораздо ближе к Плутону, поэтому он совершает обороты меньшего радиуса.

Из-за того, что центр масс находится между Плутоном и Хароном, и они оба совершают обороты вокруг него, эту систему некоторые астрономы называют двойной планетой. Но официально такой классификации пока нет, хотя это довольно редкий тип объектов. Когда Плутон понизили в статусе до карликовой планеты, Харон такого же не получил, хотя тоже относится к довольно крупным телам. Так как он спутник Плутона, то и остался всего лишь спутником.

Максимальное удаление Харона от центра Плутона – 19596 км. При вращении они синхронизированы и повёрнуты друг к другу всегда одной стороной, как Луна к Земле, только оба. Так что на одной стороне Плутона Харон виден всегда и никогда не заходит, а на другой стороне никогда не виден.

На поверхности Харона, видимо, очень много водяного льда. Также предполагается, что там могут быть криогейзеры.

Классификация Плутона

С 1930 по 2006 годы Плутон считался полноценной планетой Солнечной системы. Но с 1992 года учёные начали открывать новые объекты пояса Койпера, которые по размерам вполне сравнимы с Плутоном. В 2005 году открыли Эриду, которая всего на несколько километров меньше Плутона, и её даже некоторые называли десятой планетой.

Так как открытых в поясе Койпера похожих планет стало слишком много, возник вопрос о пересмотре статуса Плутона. Требования к планетам стали такими:

  1. Обращается вокруг Солнца по собственной орбите.
  2. Имеет достаточную массу, чтобы принять сферическую форму.
  3. Расчищает собственную орбиту от других тел, кроме собственных спутников.

Так как Плутон не в состоянии расчистить свою орбиту от множества других тел пояса Койпера, некоторые из которых сравнимы с ним по размера и по массе, то он не подходит под третье условие. Поэтому в 2006 году решением Международного астрономического союза Плутон был лишён статуса планеты и отнесён к карликовым планетам. Он пока остаётся крупнейшим в своём классе и возглавляет группу подобных тел, названных «плутоидами». Вместо названия он получил номер 134340 в каталоге малых планет.

Не все учёные и обычные люди согласились с таким понижением статуса Плутона. Возникли разногласия, велись дебаты. Особенно возмущались американцы, ведь это единственная планета, открытая американским астрономом.

В результате всего этого даже появилось понятие «оплутонить», то есть понизить в статусе.

Исследования Плутона

Из-за очень большого расстояния и небольших размеров Плутон очень сложно исследовать. На небе он имеет яркость почти в 14m? поэтому даже чтобы обнаружить его, нужен довольно серьёзный телескоп. Телескопические наблюдения с Земли практически бесполезны для изучения диска. Даже космический телескоп «Хаббл» различает на нём только крупные пятна разного цвета.

Когда в 1977 в полёт к планетам отправился «Вояджер-1», теоретически он мог пролететь рядом с Плутоном, но в приоритет поставили пролёт мимо Сатурна и Титана. Лишь в 2006 году стартовала миссия «Новые Горизонты», одним из пунктов назначения которого был Плутон. На борту его был пепел Клайда Томбо, открывшего эту планету – он умер в 1997 году.

Зонд «Новые Горизонты» пролетел мимо Плутона 14 июля 2015 года на расстоянии 12.5 тысяч километров. Конечно, его изучение началось еще на подлёте, с большого расстояния, за 5 месяцев до максимального сближения. Впервые были получены детальные снимки как Плутона, так и его спутника Харона. Также было получено множество других ценнейших научных данных.

Других миссий к Плутону пока не планируется.

Источник: astro-world.ru

История планеты Плутон

Еще в 80-е годы XIX столетия многие астрономы безуспешно пытались найти некую Планету-Х, которая своим поведением оказывала влияние на орбитальные характеристики Урана. Поиски велись в самых отделенных областях нашего космоса, ориентировочно на расстоянии 50-100 а.е. от центра Солнечной системы. Американец Персиваль Лоуэлл более четырнадцати лет потратил на безуспешные поиски таинственного объекта, который продолжал волновать умы ученых.

Пройдет полвека, пока мир получит доказательство существования еще одной планеты в системе Солнца. Открытие планеты удалось осуществить Клайду Томбо, астроному из Флагстафской обсерватории, которую основал все тот же беспокойный Лоуэлл. В марте 1930 года Клайд Томбо, наблюдая в телескоп за тем участком космоса, в котором Лоуэлл допускал существование крупного небесного тела, обнаружил новый достаточно крупный космический объект.

Впоследствии выяснилось, что из-за маленьких размеров и небольшой массы Плутон не в состоянии влиять на более крупный Уран. Колебания и взаимодействие орбит Урана и Нептуна имеют другую природу, связанную с особыми физическими параметрами двух планет.

Открытая планета получила название Плутон, продолжая тем самым традицию именовать небесные тела Солнечной системы в честь богов античного Пантеона. Существует и другая версия в истории названия новой планеты. Считается, что Плутон получил свое имя в честь Персиваля Лоуэлла, потому что Томбо предложил подбирать название в соответствии с инициалами беспокойного ученого.

Вплоть до конца XX века Плутон прочно занимал место в планетарном ряду Солнечного семейства. Изменения статуса планеты произошли на рубеже тысячелетий. Ученым удалось выявить в поясе Койпера ряд других массивных объектов, что поставило под сомнение исключительное положение Плутона. Это побудило научный мир заняться пересмотром положения девятой планеты и дать ответ на вопрос, почему Плутон — не планета. В соответствии с новым формальным определением термина «планета» Плутон выпадал из общего ансамбля. Результатом долгих прений и дискуссий стало решение Международного астрономического союза в 2006 году перевести объект в категорию карликовых планет, поставив Плутон в один ряд с Церерой и Эридой. Чуть позже статус бывшей девятой планеты Солнечной системы еще понизили, включив ее в категорию малых планет с бортовым номером 134 340.

Что мы знаем о Плутоне?

Бывшая девятая планета считается самой дальней из всех известных до сегодняшнего дня крупных небесных тел. Наблюдать столь далекий объект можно только с помощью мощных телескопов или по фотографиям. Фиксировать тусклую маленькую точку на небосклоне достаточно трудно, так как орбита у планеты имеет специфические параметры. Отмечены периоды, когда Плутон имеет максимальную яркость и его светимость составляет 14m. Однако в основном далекий странник не отличается ярким поведением, и все остальное время его практически не видно, и только в период противостояний планета открывает себя для наблюдений.

Один из лучших периодов для изучения и исследования Плутона как раз пришелся на 90-е годы XX века. Самая дальняя планета находилась на минимальном расстоянии от Солнца, ближе своего соседа Нептуна.

По астрономическим параметрам объект выделяется среди небесных тел Солнечной системы. У малыша самый большой эксцентриситет орбиты и наклонение. Свой звездный путь вокруг главного светила Плутон совершает за 250 земных лет. Средняя скорость движения по орбите самая маленькая в Солнечной системе, всего 4,7 километров в секунду. При этом период вращения маленькой планетки вокруг собственной оси составляет 132 часа (6 суток и 8 часов).

В перигелии объект находится от Солнца на расстоянии 4 млрд. 425 млн. км, а в афелии убегает почти на 7,5 млрд. км. (если быть точными — 7375 млн. км.). При таких огромных расстояниях Солнце дарит Плутону тепла в 1600 раз меньше, чем получаем мы — земляне.

Отклонение оси составляет 122,5⁰, отклонение орбитального пути Плутона от плоскости эклиптики имеет угол в 17,15⁰. Говоря простым языком, планета лежит на боку, перекатываясь во время своего движения по орбите.

Физические параметры карликовой планеты следующие:

  • экваториальный диаметр составляет 2930 км;
  • масса Плутона составляет 1.3 × 10²² кг, что является 0,002 земной массы;
  • плотность карликовой планеты 1,860 ± 0,013 г/см³;
  • ускорение свободного падения на Плутоне всего 0,617 м/с².

Своими размерами бывшая девятая планета составляет 2/3 диаметра Луны. Из всех известных карликовых планет только Эрида имеет больший диаметр. Невелика и масса этого небесного тела, которая в шесть раз меньше массы нашего спутника.

Свита карликовой планеты

Однако, несмотря на столь малые размеры, Плутон удосужился получить пять естественных спутников: Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Все они перечислены в порядке удаленности от материнской планеты. Размеры Харона заставляют его иметь единый с Плутоном барический центр, вокруг которого обращаются оба небесных тела. В связи с этим ученые считают Плутон-Харон двойной планетарной системой.

Спутники у этого небесного тела имеют различную природу. Если Харон имеет сферическую форму, то все остальные представляют собой огромные и бесформенные гигантские камни. Вероятно, эти объекты были захвачены гравитационным полем Плутона из числа астероидов, странствующих в поясе Койпера.

Харон — самый крупный спутник Плутона, который обнаружили только в 1978 года. Расстояние между двумя объектами составляет 19640 км. При этом диаметр крупнейшей луны карликовой планеты в 2 раза меньше – 1205 км. Соотношение масс обоих небесных тел 1:8.

Другие спутники Плутона — Никта и Гидра — примерно одинаковы по размерам, однако сильно уступают в этом параметре Харону. Стикс и Никс вообще представляют собой едва заметные объекты с размерами в 100-150 км. В отличие от Харона, оставшиеся четыре спутника Плутона, расположены на значительном удалении от материнской планеты.

При наблюдении в телескоп «Хаббл» ученых заинтересовал тот факт, что у Плутона и Харона существенно отличается цвет. Поверхность Харона выглядит более темной, чем поверхность Плутона. Предположительно поверхность самого крупного спутника карликовой планеты покрыта толстым слоем космического льда, состоящего из замершего аммиака, метана, этана и водяных паров.

Атмосфера и краткое описание строения карликовой планеты

При наличии естественных спутников Плутон можно считать планетой, хотя и карликовой. В немалой степени этому способствует и наличие плутоновской атмосферы. Конечно, это не земной рай с большим содержанием азота и кислорода, однако воздушное покрывало у Плутона все же имеется. Плотность атмосферы у этого небесного объекта варьируется в зависимости от расстояния от Солнца.

Впервые об атмосфере Плутона заговорили в 1988 году, когда планета проходила через солнечный диск. Ученые допускают мысль, что у карлика воздушно-газовая оболочка возникает только в период максимального сближения с Солнцем. При значительном удалении Плутона от центра Солнечной системы его атмосфера вымерзает. Судя по спектральным снимкам, полученным с борта космического телескопа «Хаббл», состав атмосферы Плутона примерно следующий:

  • азот 90%;
  • оксид углерода 5%;
  • метан 4%.

Оставшийся один процент приходится на органические соединения азота и углерода. О сильной разреженности воздушно-газовой оболочки планеты свидетельствуют данные об атмосферном давлении. На Плутоне оно варьируется в пределах от 1-3 до 10-20 микробар.

Поверхность планеты имеет характерный слегка красноватый оттенок, который вызван наличием в атмосфере органических соединений. После изучения полученных снимков, на Плутоне были обнаружены полярные шапки. Допускается версия, что мы имеем дело с замершим азотом. Там где планета покрыта темными пятнами, вероятно, имеются обширные поля замершего метана, которые темнеют под действием солнечного света и космической радиации. Чередование светлых и темных пятен на поверхности карлика говорит о присутствии сезонов. Как и Меркурия, который тоже имеет сильно разреженную атмосферу, Плутон покрыт кратерами космического происхождения.

Температуры в этом далеком и темном мире очень низкие и несовместимые с жизнью. На поверхности Плутона стоит вечный космический холод с температурой 230-260⁰С ниже нуля. Ввиду лежачего расположения планеты, полюса планеты считаются самыми теплыми участками. Тогда как обширные пространства поверхности Плутона — зона вечной мерзлоты.

Что касается внутреннего строения этого далекого небесного тела, то здесь возможна типичная картина, характерная для планет земной группы. У Плутона достаточно крупное и массивное ядро, состоящее из силикатов. Его диаметр оценивается в 885 км, что объясняет довольно высокую плотность планеты.

Интересные факты исследований бывшей девятой планеты

Огромные расстояния, которые разделяют Землю и Плутон, существенно затрудняют изучение и исследования с помощью техническим средств. Ждать землянам, пока космический аппарат долетит до Плутона, придется около десяти земных лет. Запущенный в январе 2006 года космический зонд «Новые горизонты» смог достичь этого района Солнечной системы только в июле 2015 года.

В течение пяти месяцев по мере приближения автоматической станции «Новые горизонты» к Плутону, активно велись фотометрические исследования этого района космоса.

Этот аппарат стал первым, которому удалось пролететь в непосредственной близости от далекой планеты. Запущенные ранее американские зонды «Вояджеры», первый и второй, сосредоточились на изучении более крупных объектов — Юпитера, Сатурна и его спутников.

Полет зонда «Новые горизонты» позволил получить детальные снимки поверхности карликовой планеты под номером 134 340. Исследование объекта велось с расстояния 12 тыс. км. На Землю поступили не только детальные снимки поверхности далекой планеты, но и фотографии всех пяти спутников Плутона. До сих пор в лабораториях НАСА идет работа по детализации полученной информации с борта космического аппарата, в результате чего мы в будущем получим более ясную картину того удаленного от нас мира.

Источник: WarWays.ru

Физические характеристики

Подробные характеристики и сведения о состоянии космического тела были получены лишь в 2015 году после сближения Плутона со спутником New Horizons.

  • диаметр: 2376,6 км;
  • масса: 1,3х10^22 кг – 0,0022 массы планета Земля;
  • температура: -230 градусов по Цельсию;
  • средняя удаленность от Солнца: 7,4 млрд км или 39,4 а.е;
  • скорость вращения по орбите: 4,7 км/с;
  • плотность: 2 г/см3;
  • полярный радиус: 1153 км;
  • отражательная способность поверхности: 0,4.

Орбита

Орбита Плутона относительно других планет
Орбита Плутона относительно других планет

Орбита имеет форму вытянутого эллипса. На один оборот вокруг звезды Плутон тратит 248 лет. За этот период расстояние до Солнца постоянно меняется: уменьшается до 30 а.е (астрономических единиц) и удаляется до 39 а.е., где 1 а.е. равна 150 млн км. Наклон плоскости вращения составляет угол в 17 градусов относительно других планет.

Поскольку положение орбиты непостоянно: в одних случаях ниже плоскости эклиптики, в других выше, то Плутон время от времени меняется местами с Нептуном, находящимся ближе к Солнцу. Предположение о том, что карликовый объект был его спутником, было опровергнуто лишь по той причине, что уже несколько миллионов лет их орбиты находятся в постоянном резонансе в соотношении 3:2. Это значит, что за одно и тоже время одна из планет обращается вокруг Солнца три раза, а другая всего лишь два. Пока ученым удается прогнозировать поведение орбит Нептуна и Плутона, но на перспективу этот вопрос остается открытым

Внутреннее строение

Строение Плутона
Строение Плутона

Планета состоит из трех составляющих элементов:

  • атмосферы, представленной тонким слоем метана, азота и окиси углерода;
  • мантии, толщиной в 250 км, состоящей из воды и льда;
  • ядра диаметром в 1772 км, представляющего смесь камней и льда.

Выводы предположительные, сделаны на основе спектрального анализа, поскольку планета мало изучена.

Атмосфера и поверхность

Изображение атмосферы на Плутоне
Изображение атмосферы на Плутоне

Несмотря на то, что большая часть поверхности Плутона покрыта льдами, мощные телескопы зафиксировали неоднородную по цветовой гамме поверхность. На снимках были обнаружены:

  • кратеры;
  • углубления;
  • равнины;
  • ледяные глыбы.

В 2015 году обнаружена горная цепь, представляющая собой замерзшую смесь метана, азота и окиси углерода. На Плутоне есть газообразная атмосфера. Ее большая часть состоит из азота. В меньшей степени присутствуют метан и окись углерода. Такой состав исключает зарождение жизни даже в самой примитивной форме.

В период нахождения планеты в максимальной близости к Солнцу лед принимает иное состояние: газообразное. После удаления от небесного светила он превращается в кристаллы, опускающиеся на поверхность и образующие своеобразную корку.

Температура

До перехода в разряд карликовых небесных тел Плутон считали самой холодной планетой. Температура здесь опускается до -230-240 градусов по Цельсию. Сильные морозы обусловлены огромной удаленностью от Солнца: 7,4 миллиарда км, но из-за характерного строения орбиты атмосфера иногда становится газом, а затем замерзает и выпадает на поверхность.

Однако температурный режим не везде одинаков. Метан способен создавать парниковый эффект, поэтому на некоторой высоте от поверхности показатели повышаются, но незначительно: на 10 – 20 градусов по Цельсию.

Цвет

Изображение Плутона в цвете
Изображение Плутона в цвете

До 2015 года относительно окраса поверхности Плутона были только предположения. Поскольку большая часть планеты состоит изо льда, то и цвет должен быть соответствующий: белый с серыми и светло-синими оттенками. Однако на фотографиях, которые удалось сделать с помощью телескопа, явно просматривается иная палитра: светло-желтая, местами переходящая в более темные тона.

Есть ли жизнь на Плутоне

Для зарождения жизни на планете нет никаких условий:

  • огромная удаленность от Солнца;
  • низкая температура, при которой превращается в лед не только вода, но и газы: метан, азот и окись углерода;
  • давление на поверхности в миллион с лишним раз ниже земного;
  • газообразный атмосферный слой;
  • поверхность, покрытая ледяной коркой.

Атмосфера постоянно меняется в зависимости от приближения или удаления от Солнца. В подобной среде невозможно даже предположить зарождение, а уж тем более существование жизни.

Спутники Плутона

У Плутона пять спутников:

  1. Харон – открыт в 1978 году, в два раза меньше Плутона, диаметр – 1212 км, значительно отличается по составу. Предположительно, спутник является осколками самой планеты, выброшенными при столкновении, а потому и габариты более скромные.
  2. Никта – обнаружен в 2005 году при помощи телескопа Хаббл, первоначальный диаметр – 45 км. Перемещается по орбите с той же скоростью, что и Харон, а с Гидрой находится в резонансном соотношении 3:2. Длительность одного витка вокруг Плутона составляет 25 дней.
  3. Гидра – открыт в 2005 году, удален от Плутона на 65 000 км. Диаметр, исходя из уровня яркости, варьируется от 40 до 60 км, на орбитальный путь уходит 32 дня. Данных о составе спутника нет, но есть предположение о ледяной мантии и каменном ядре.
  4. Кербер – обнаружен в 2011 году, располагается между Гидрой и Никтой. Предположительная причина образования – столкновение Плутона с более крупным космическим телом, диаметр – 13-34 км, большая полуось – 59 000 км, время обращения – 32 дня.
  5. Стикс – открыт в 2012 году, самый маленький из пяти. От Плутона удален на 58 000 миль, диаметр – 10-25 км, один оборот преодолевает за 19 дней, большая полуось – 42 000 км. Иные физические данные не установлены.

Сколько лететь до Плутона

Расстояние от Земли до Плутона
Расстояние от Земли до Плутона

Скорость света составляет почти 300 000 м/с. Чтобы ему преодолеть расстояние от Плутона до Земли, понадобится 4,6 часа. Скорость космического корабля «Новые Горизонты» составляла 58 000 км/ч. Это в два раза больше обычного ускорения для подобных аппаратов. Расчет времени, затраченного на полет, простой: старт кораблю был дан в 2006 году, а максимальное сближение с Плутоном было только в 2015 году. Если более точно, то время полета составило 9 лет, 5 месяцев, 24 дня.

Расстояние от Земли до Плутона

Расстояние от Солнца до Плутона
Расстояние от Солнца до Плутона

По земным меркам оно составляет 4,4 млрд км или 29 астрономических единиц, но это при максимальном приближении Плутона к третьей планете от Солнца. При удалении расстояние увеличивается до 7,3 млрд км или 49 а.е. При расчете требуется брать во внимание орбитальный наклон в 17 градусов. С учетом всех особенностей, среднее расстояние определяется показателем в 5,91 млрд км или 40 а.е.

История открытия

Французский математик, занимающийся небесной механикой, Урбен Леверье, провел исследование орбиты Урана. Он выявил определенные волнения, натолкнувшие на мысль, что именно какая-то неизвестная близлежащая планета является их причиной. В 1894 году американский бизнесмен, астроном и математик Персиваль Лоуэлл основал на собственные средства обсерваторию. Также стал инициатором проекта, в рамках которого осуществлялся поиск девятой планеты. Длительное время исследования были безуспешными. Энтузиасты сделали множество фотоснимков с многочисленными небесными телами, но искомое там никто не увидел.

Клайд Томбо
Клайд Томбо

Плутон был открыт 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Будучи принятым на работу в обсерваторию, он делал фотографии и вдруг заметил на снимках движущийся объект (из нескольких фотокарточек была сделана простейшая анимация). Это и был Плутон. Лоуэлловская обсерватория 13 марта этого же года сделала заявление об открытии новой планеты.

Почему Плутон так называется?

После открытия девятой планеты у астрономов появился логичный вопрос: какое название ей дать? Такое право предоставлялось первооткрывателю. Не самому Клайду Томбо, а месту, где он работал – обсерватории Лоуэлла. Жена уже давно почившего Лоуэлла, Констанция, предложила несколько названий. Первое название планеты – «Персиваль», в честь ее мужа, затем – «Зевс», а после и вовсе свое же имя. Однако научное сообщество проигнорировало ее предложения.

Ныне используемое название придумала Венеция Берни – обыкновенная оксфордская школьница. Дело в том, что Плутон – это бог из древнеримской мифологии, который правил подземным царством. Это отлично подходило для холодной и мрачной поверхности планеты.

Свою версию девочка озвучила дедушке, который тогда работал в библиотеке Оксфордского университета. Он передал предложение профессору Тернеру, отправившему сообщение в США своим коллегам. Всего было предложено 3 варианта: «Минерва», «Кронос» и «Плутон». Первые два отклонили, и официально планета получила название 1 мая 1930 года.

Исследование

Аппарат «Новые горизонты»
Аппарат «Новые горизонты»

В период с 1906 по 1916 год американские ученые впервые заговорили о случайном открытии еще одной планеты, девятой, которую нарекли «Планета Х». Далее исследования проводились в такой хронологии:

  • в 1930 году сотрудник Лоуэлльского центра зафиксировал небесный объект, схожий по параметрам с «Планетой Х» исключительно благодаря зоркости зрения;
  • в этом же году он официально получил название – «Плутон»;
  • в 2006 году девятую планету перевели в статус карликовых небесных тел, лишив прежнего титула, поскольку за орбитой Нептуна находились иные объекты Вселенной;
  • в 2006 году стартовал аппарат «Новые горизонты», основной целью которого было изучение Плутона и Харона, его спутника;
  • в 2015 году спутник максимально сблизился с планетой (удаление составляло всего 12 500 км).

Аппарат предоставил данные, по которым удалось сделать спектральный анализ поверхности. В разное время делались снимки, появилась возможность сравнить геологическую активность.

Кольца Плутона

Изначально считалось, что вокруг Плутона должны быть кольца, которые могли образоваться в результате столкновений. При приближении к планете спутник «Новые горизонты» отправлял сделанные фотографии на Землю. На них колец обнаружено не было, более того, аппарат обязательно столкнулся бы с ними. После тщательного анализа полученных данных ученые единогласно пришли к выводу, что они вокруг планеты отсутствуют.

Статус Плутона сейчас

В 1930 году Плутон признали планетой – 9-ой по счету от Солнца, однако сравнительно недавно он потерял свой статус. Ученые начали сомневаться, что небесное тело соразмерно параметрам Земли. В результате исследований его определили в разряд карликовых планет. По данному поводу несколько раз устраивали дебаты, и окончательное решение приняли в 2006 году. Ученые выделили несколько критериев для определения статуса планеты:

  1. Космическое тело должно вращаться по орбите вокруг Солнца, а также быть спутником одной из звезд, а не какой-либо планеты.
  2. Объект должен иметь такую массу, которая позволит ему под действием гравитации обрести форму сферы.
  3. Размеры тела должны быть настолько большими, чтобы в пределах его орбиты не было более крупных объектов. Исключением являются только его спутники или объекты под действием гравитации.

Таким образом, после проверки этих факторов ученые установили, что называть Плутон планетой нельзя из-за третьего критерия. Поскольку он находится в поясе Койпера, его массу сравнили с близлежащими объектами. Выяснилось, что Плутон занимает всего 7% массы остальных космических тел.

Другие карликовые планеты

Плутоиды
Плутоиды

Поскольку Плутон удовлетворял первым двум критериям, его определили в категорию карликовых планет, а также отнесли к классу плутоидов. Такими небесными телами считаются сферические объекты с небольшой массой. Они должны вращаться вокруг Солнца. При этом, орбите необходимо иметь больший радиус, чем у Нептуна. Кроме Плутона считаются плутоидами: Эрида, Макемаке и Хаумеа.

Официально Плутон внесли в список малых планет под номером 134340 (7 сентября 2006). Интересно, что если бы ученые с самого начала правильно охарактеризовали этот объект, то в каталоге он бы занимал место в первых тысячах. Единственное отличие между обычной планетой и карликовой теперь заключается только в размере объектов. По остальным параметрам они совпадают.

Источник: kipmu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.